[发明专利]基于双伪随机变换的轻量级分组密码VH算法

权利要求书

1.一种基于双伪随机变换的轻量级分组密码VH算法，其总体特征是有3个参数：64bit明文P，密钥K，64bit密文C；加密算法用C＝E_K(P)表示，解密算法用P＝D_K(C)表示；VH算法的加解密过程包括以下步骤：

(1)加密变换表S[256]和解密变换表S^-1[256]产生；

(2)密钥扩展：VH算法支持长度为64、80、96、112、128bit的密钥，分别扩展成64*11、64*12、64*13、64*14、64*15bit，相应的迭代轮数分别为r＝10、11、12、13、14轮；

(3)数据加密过程：先进行初始加密；再进行r轮迭代加密，得到密文C；

(4)数据解密过程：先进行初始解密；再进行r轮迭代解密，得到明文P。

2.根据权利要求1所述的轻量级分组密码VH算法，其特征在于步骤(1)中的加解密S盒采用伪随机变换的方法产生；先计算T(i)＝「|256sin(i)|」，其中「」表示向下取整运算；为了产生不重复的256个字节，i的取值由1到40000，遇到重复的排除，直到产生全部不重复的256个字节为止；加密变换表S[256]和解密变换表S^-1[256]是256个字节的一个伪随机排列，由T中字节轮换得到：

S[T(j)]＝T(j+1)，S[T(255)]＝T(0)；S^-1[T(j+1)]＝T(j)，S^-1[T(0)]＝T(255)；其中0≤j≤254。

3.根据权利要求1所述的轻量级分组密码VH算法，其特征在于步骤(2)中通过递推进行密钥扩展，将L字节的密钥K扩展成8(r+1)字节：扩展密钥Key＝K₀|K₁|...|K_r＝k₀|k₁|...|k_8r+7，其中“|”为连接运算；每个K_i为8字节，0≤i≤r；每个k_i为1字节，0≤i≤8r+7；对于8、10、12、14、16字节的密钥K，相应的迭代轮数分别为r＝10、11、12、13、14轮；扩展密钥Key的前L字节就是密钥K：K＝k₀|k₁|...|k_L-1；L≤i≤8r+7时，扩展密钥Key中的k_i由k_i-L和k_i-1两个字节递推得到，即其中为异或运算。